Nghiên cứu tính ổn định của những nguồn năng lượng tái tạo
Hạn chế lớn nhất đối với các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sạch hiện nay là tính không liên tục: gió không thể lúc nào cũng thổi đều đặn, mặt trời không luôn luôn tỏa sáng và vì vậy năng lượng mà chúng sản sinh ra có thể sẽ không sẵn sàng khi cần máy biến tần giá rẻ.
Một mục tiêu lớn trong nghiên cứu năng lượng là tìm ra phương pháp giúp những nguồn năng lượng gián đoạn trở nên ổn định hơn.
Những kết quả mới đây trong một dự án nghiên cứu đang thực hiện tại Học viên công nghệ Massachusetts (MIT) được đưa ra trên tờ Journal of the American Chemical Society cho thấy công nghệ hứa hẹn có thể cung cấp lời giải cho vấn đề này với mức chi phí thấp và có khả năng kéo dài hơn nhiều so với các phương pháp mua bán máy biến tần trước đây.
Hệ thống dự trữ năng lượng này sử dụng pin nhiệt độ cao được cấu thành từ các bộ phận lỏng bố trí một cách tự nhiên vào các tấm khác nhau tùy theo mức độ dày đặc.
Ông Donald Sadoway, giáo sư vật liệu hóa học tại MIT giải thích: “ Ba chất liệu được nấu chảy tạo thành các cực âm và dương của loại pin này, cùng với một lớp chất điện phân ở giữa– một loại chất có thể nạp điện cho các hạt điện tích chuyển động giữa hai điện cực trong quá trình nạp pin. Tất cả ba lớp này đều được tạo thành từ những vật liệu sẵn có và không tốn kém”.
Ông Sadoway nói: “Chúng tôi đã nghiên cứu nhiều loại hóa chất, tìm kiếm những hợp chất phù hợp, sẵn có và có sự khác biệt về mức độ phân bố điện tích để có thể cho phép các lớp pin luôn ở trạng thái tách nhau.”
Nhóm nghiên cứu của ông đã tìm ra một số chất khả quan và công bố những phân tích chi tiết của họ về một hệ thống kết hợp: Magiê cho lớp cực âm (lớp trên cùng), hợp chất muối Magiê clorid cho lớp chất ở giữa và Antimon cho lớp cực dương (lớp dưới cùng). Hệ thống này sẽ hoạt động ở nhiệt độ 700 độ C hay 1292 độ F.
Các công ty cung cấp điện công cộng cuối cùng sẽ là người sử dụng công nghệ này.
Ông Sadoway phát biểu: “Vấn đề không phải là thiết bị này làm bằng gì và kích thước bao nhiêu. Vấn đề duy nhất là chi phí để dự trữ một lượng điện nhất định là bao nhiêu. Tôi có thể phát triển một loại pin tuyệt vời mới mức giá dành cho NASA. Tuy nhiên, khi chi phí ở thành vấn đề cốt lõi thì cần thay đổi để tìm thấy loại vật liệu phù hợp nhất.”
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục công việc để tối đa hóa hệ thống pin này cũng như tìm phương pháp để giảm nhiệt độ hoạt động nhằm cắt giảm chi phí.
Trong khi các nhà khoa học khác cũng nghiên cứu hệ thống pin lỏng tương tự, Sadoway cho biết ông và nhóm nghiên cứu là những người đầu tiên sản xuất một hệ thống thực sự có thể hoạt động dựa vào công nghệ này.
Ông cùng với David Bradwell, một thành viên của nhóm nghiên cứu đã thành lập một công ty để thương mại hóa công nghệ này.
Ông nói: “Nếu công nghệ này thành công, đó sẽ là một bước thay đổi đột phá đối với năng lượng tái tạo”.
Hạn chế lớn nhất đối với các nguồn năng lượng tái tạo, năng lượng sạch hiện nay là tính không liên tục: gió không thể lúc nào cũng thổi đều đặn, mặt trời không luôn luôn tỏa sáng và vì vậy năng lượng mà chúng sản sinh ra có thể sẽ không sẵn sàng khi cần máy biến tần giá rẻ.
Một mục tiêu lớn trong nghiên cứu năng lượng là tìm ra phương pháp giúp những nguồn năng lượng gián đoạn trở nên ổn định hơn.
Những kết quả mới đây trong một dự án nghiên cứu đang thực hiện tại Học viên công nghệ Massachusetts (MIT) được đưa ra trên tờ Journal of the American Chemical Society cho thấy công nghệ hứa hẹn có thể cung cấp lời giải cho vấn đề này với mức chi phí thấp và có khả năng kéo dài hơn nhiều so với các phương pháp mua bán máy biến tần trước đây.
Hệ thống dự trữ năng lượng này sử dụng pin nhiệt độ cao được cấu thành từ các bộ phận lỏng bố trí một cách tự nhiên vào các tấm khác nhau tùy theo mức độ dày đặc.
Ông Donald Sadoway, giáo sư vật liệu hóa học tại MIT giải thích: “ Ba chất liệu được nấu chảy tạo thành các cực âm và dương của loại pin này, cùng với một lớp chất điện phân ở giữa– một loại chất có thể nạp điện cho các hạt điện tích chuyển động giữa hai điện cực trong quá trình nạp pin. Tất cả ba lớp này đều được tạo thành từ những vật liệu sẵn có và không tốn kém”.
Ông Sadoway nói: “Chúng tôi đã nghiên cứu nhiều loại hóa chất, tìm kiếm những hợp chất phù hợp, sẵn có và có sự khác biệt về mức độ phân bố điện tích để có thể cho phép các lớp pin luôn ở trạng thái tách nhau.”
Nhóm nghiên cứu của ông đã tìm ra một số chất khả quan và công bố những phân tích chi tiết của họ về một hệ thống kết hợp: Magiê cho lớp cực âm (lớp trên cùng), hợp chất muối Magiê clorid cho lớp chất ở giữa và Antimon cho lớp cực dương (lớp dưới cùng). Hệ thống này sẽ hoạt động ở nhiệt độ 700 độ C hay 1292 độ F.
Các công ty cung cấp điện công cộng cuối cùng sẽ là người sử dụng công nghệ này.
Ông Sadoway phát biểu: “Vấn đề không phải là thiết bị này làm bằng gì và kích thước bao nhiêu. Vấn đề duy nhất là chi phí để dự trữ một lượng điện nhất định là bao nhiêu. Tôi có thể phát triển một loại pin tuyệt vời mới mức giá dành cho NASA. Tuy nhiên, khi chi phí ở thành vấn đề cốt lõi thì cần thay đổi để tìm thấy loại vật liệu phù hợp nhất.”
Nhóm nghiên cứu đang tiếp tục công việc để tối đa hóa hệ thống pin này cũng như tìm phương pháp để giảm nhiệt độ hoạt động nhằm cắt giảm chi phí.
Trong khi các nhà khoa học khác cũng nghiên cứu hệ thống pin lỏng tương tự, Sadoway cho biết ông và nhóm nghiên cứu là những người đầu tiên sản xuất một hệ thống thực sự có thể hoạt động dựa vào công nghệ này.
Ông cùng với David Bradwell, một thành viên của nhóm nghiên cứu đã thành lập một công ty để thương mại hóa công nghệ này.
Ông nói: “Nếu công nghệ này thành công, đó sẽ là một bước thay đổi đột phá đối với năng lượng tái tạo”.
